微波技術(shù)與天線 傳輸線

1、微波技微波技術(shù)與術(shù)與天天線線第五第五講傳輸線講傳輸線理理論論-III微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論zGUGz0zGGzLLzLa1b1微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1、負載與傳輸線匹配負載能全部吸收由傳輸線輸送過來的功率0ZZin0l1SWR2、源與帶負載的傳輸線匹配ZZgin負載可能不匹配，即傳輸線上可能有駐波0總反射系數(shù)ginRR ginXX微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論3、共軛匹配*ginZZ信號源傳送給負載的功率最大功率最大。 意義： 在某些情況下，失配線上多次反射的功率可能是同相疊加的，從而使向負載傳輸?shù)墓β室笥趥鬏斁€上無反射時所傳輸?shù)墓β?。微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論b

2、G信號發(fā)生器雙口網(wǎng)絡a1b11bGbG1GbG1 G22bG1 G2bG1G一般情況下,負載與信號源是不匹配的,需增加一個雙端口網(wǎng)絡,與負載組合起來形成一個等效負載。 目標是尋求等效負載與信號源的匹配條件。設：入射波幅度a1,反射波為b1等效負載的反射系數(shù)為L=b1/a信號發(fā)生器發(fā)出的波幅為bG考慮無窮多次反射以后，反射波為LGLGGLGLLGbbbb1121a1=bG+b1G微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論提供給負載的功率為 PL=|a1|2-|b1|2=|a1|2(1-|L|2) 2221)1 (GLLGLbP最大功率傳輸,必須滿足*GL221GGbP把前面2式代入得到微波技術(shù)與天線-第二

3、章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配lLLZRjX 歸一化歸一化lLLzrjx 匹配匹配1lz 匹配目標匹配目標10LLrx從圓圖上看，就是從負載阻抗出發(fā)，沿特定圓旋轉(zhuǎn)從圓圖上看，就是從負載阻抗出發(fā)，沿特定圓旋轉(zhuǎn)后達到后達到圓心圓心！微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配例例 f500MHz，用一個，用一個L節(jié)匹配網(wǎng)絡，使節(jié)匹配網(wǎng)絡，使ZL200j100的的RC串聯(lián)負載匹配與串聯(lián)負載匹配與100 傳輸線匹配。傳輸線匹配。1、歸一化負載阻抗、歸一化負載阻抗21Lzj0()LRZ2 2、在圓圖、在圓圖 內(nèi)內(nèi)1jx分析：分析：微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配基本目

4、標：基本目標：1Lz 基本思路：基本思路： 通過通過jB使歸一化負載阻抗使歸一化負載阻抗實部實部變?yōu)樽優(yōu)?；通過；通過jX使歸一化負載阻使歸一化負載阻抗抗虛部虛部變?yōu)樽優(yōu)?。 即：先找到負載的導納，旋轉(zhuǎn)到等電導圓即：先找到負載的導納，旋轉(zhuǎn)到等電導圓1+jx上；再找出該點上；再找出該點對應的阻抗點；最后沿等電阻圓旋轉(zhuǎn)到匹配點。對應的阻抗點；最后沿等電阻圓旋轉(zhuǎn)到匹配點。微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配第第1 1步：定位步：定位 歸一化阻抗歸一化阻抗LzLzLy0.3j等電導圓等電導圓 1jxC第第2 2步步：反演關(guān)系找到反演關(guān)系找到導納導納Ly第第3 3步步：將將 沿沿電阻圓

5、電阻圓旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)-jB為純電抗，將為純電抗，將 變換到等電導圓變換到等電導圓1+jx上。上。LyLy微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配0.7jLzLy0.3j匹配匹配點點1.2j等電導等電導 圓圓1jxDC1.2j第第4 4步：做步：做C點關(guān)于圓心對稱的點，點關(guān)于圓心對稱的點，到到等電阻圓等電阻圓1+jx上的上的D點。點。0ZjXjBLZD第第5 5步步：從從D出發(fā)沿出發(fā)沿電阻圓電阻圓旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)jX為純電抗，到達圓心。為純電抗，到達圓心。b=0.3x=1.2微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配同理得到另外一組解（紫色）同理得到另外一組解（紫色）第一組解第一組解

6、020.31fCbZ00.92 pF2bCfZ021.2fLxZ038.8 nH2xZLf第二組解第二組解046.1nH2ZLfb012.61 pF2CfxZ70210.bYfL21210.xZfC微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配并聯(lián)jB，D點的輸入導納只能有虛部發(fā)生變化。故D點之后電路，即ZL與jX串聯(lián)后的歸一化輸入導納只能在1+jx圓上，其歸一化阻抗必在旋轉(zhuǎn)后的1+jx圓上D等電導圓等電導圓1jx等電阻圓等電阻圓LyD微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配第第1 1步：定位步：定位 歸一化阻抗。歸一化阻抗。Lz第第2 2步：從步：從 出發(fā)，沿電阻圓旋轉(zhuǎn)

7、到等電導圓出發(fā)，沿電阻圓旋轉(zhuǎn)到等電導圓1+jx的交點，電的交點，電抗部分的變化即為歸一化抗部分的變化即為歸一化jX的值。的值。Lz第第3 3步：利用反演關(guān)系得到步：利用反演關(guān)系得到jX與與ZL串聯(lián)后的歸一化導納串聯(lián)后的歸一化導納 必在必在1+jx圓上。圓上。Ly第第4 4步：從步：從 出發(fā)沿電導圓旋轉(zhuǎn)到圓心（匹配點），完成匹配。讀出出發(fā)沿電導圓旋轉(zhuǎn)到圓心（匹配點），完成匹配。讀出電抗元件歸一化的電抗電抗元件歸一化的電抗/電納值，反歸一化。電納值，反歸一化。Ly微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線

8、理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論1.負載與傳輸線的匹配微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論2.分布參數(shù)匹配電路-單枝節(jié)匹配器單枝節(jié)匹配器并聯(lián)并聯(lián)單枝節(jié)的基本思想：單枝節(jié)的基本思想：選擇選擇長度長度d，使得距離負載，使得距離負載d處，處，輸入導納為輸入導納為Y0jB的形式，實現(xiàn)的形式，實現(xiàn)實部實部匹配；然后選擇短截線的匹配；然后選擇短截線的長長度度l，使其輸入電

9、納為，使其輸入電納為jB（枝（枝節(jié)特性導納為節(jié)特性導納為Y0），實現(xiàn)，實現(xiàn)虛部虛部匹匹配，即達到匹配的條件。配，即達到匹配的條件。 問題核心問題核心求解短截線距離求解短截線距離負載的負載的距離距離d和和短截線長度短截線長度l。微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論2.分布參數(shù)匹配電路-單枝節(jié)匹配器單枝節(jié)匹配器微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論2.分布參數(shù)匹配電路-單枝節(jié)匹配器單枝節(jié)匹配器串聯(lián)串聯(lián)單枝節(jié)的基本思想：單枝節(jié)的基本思想：選擇選擇長度長度d，使得距離負載，使得距離負載d處，處，輸入阻抗為輸入阻抗為Z0jX的形式；然后的形式；然后選擇短截線的選擇短截線的長度長度l，使其輸入，使其輸入電抗為電抗為

10、jX（枝節(jié)特性阻抗為（枝節(jié)特性阻抗為Z0），即達到匹配的條件。，即達到匹配的條件。注：不論對于并注：不論對于并/串聯(lián)形式，在串聯(lián)形式，在負載阻抗、距離負載阻抗、距離d相同的條件下，相同的條件下，開路或短路短截線的長度相差開路或短路短截線的長度相差/4！微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論2.分布參數(shù)匹配電路-單枝節(jié)匹配器單枝節(jié)匹配器微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論2.分布參數(shù)匹配電路-單枝節(jié)匹配器單枝節(jié)匹配器求出短截線電納求出短截線電納SBB 開路線：開路線：01,tantanLininZZZzjljl 0tanSBlY00011arctanarctan22slBBYY短路線：短路線：00,tantanLininZZjZlzjl01tanSBlY0011arctanarctan22sslYYBB微波技術(shù)與天線-第二章傳輸線理論例題（p46例題2.6）2.分布參數(shù)匹配電路-單枝節(jié)匹配器單枝節(jié)匹配器雖然單株線總能實現(xiàn)負載匹配雖然單株線總能實現(xiàn)負載匹配, ,但位置但位置隨負載而定隨負載而定, ,不可調(diào)不可調(diào), ,不方便。不方便。LzyL0